ERİŞKİN SIÇANLARDA FOKAL SEREBRAL İSKEMİK KORTEKSE FATAL KORTEKS TRANSPLANTASYONU

ERi~KiN

SIC;ANLARDA

FOKAL SEREBRAL iSKEMiK

KORTEKSE

FaTAL

KORTEKS TRANSPLANTASYONU

TRANSPLANTATION

OF FETAL CORTICAL TISSUE TO FOCAL ISCHEMIC CEREBRAL

CORTEX IN ADULT RATS

imran sAFi. Muammer DOYGUN. Ender KORFALI. Kaya AKSOY Uludag Universitesi TIp Fakiiltesi Noro~iriirji A.B.D.

Tiirk Noro~iriirji Dergisi 2: 14-17. 1991

6ZET: Bu 91l1~mada.orta serebral arter (OSA) ok-liizyonu yapllarak iskemi modeli olu~turulan sl{:an-larda (n:45) iskemik korteks bolgesine fatal korteks par{:alan implante edildi. Greftlerin (n:25) bu bolge-deki ya~amlan ve fonksiyonlanm ara~tmnak amaayla greftlemeden 10 hafta sonra yapllan incelemede. sham kontrol gru bu sl{:anlann spontan motor aktivi-telerinde belirgin azalma saptandl. Ancak greft ko-nulan sl{:anlarda. motor aktivitelerinde diizelme goriilmedi. Histolojik olarak. infarktll bolgeye konu-lan greftlerin tamammm nekroze oldugu ve greftle-rin ya~amadlgl saptandl.

Anabtar Kelimeler : OSA okliizyonu. jskemi. Greft. Noral transplantasyon. Reinnervasyon.

GiRi~

Kortikal greftlerin denendigi ilk <;ah~malardagreft-ler direkt olarak kortekse konulmu~ ve greft<;ah~malardagreft-lerin <;0-gunlukla ya~amadlgl saptanml~tlr (5.S.15.17) daha soma yapllan <;ah~malarda greftin ya~amasl ve fonk-siyon yapabilmesi i<;inoptimal vaskiilarizasyonun ge-rekliligi vurgulanml~tlr. Kortekse kavite a<;llarak yapllan ge<;greftleme somaSl, vaskiiler yatak olu~tu-ruldugunda greftlerin daha iyi ya~adlgl ve fonksiyo-nel baglantllar kurabildigi <;e~itli ara~tlrmalarla gosterilmi~tir(5 .S.9.12,14.15,17.19).

Son zamanlarda deneysel <;ah~malardatIkaYlu da-mar hastahklan sonucu geli~en infarkt bolgesine, fa-tal doku greftleri konulmu~ ve bu greftlerin ahu beyin dokusu ile yeni baglantIlar kurabildigi ve bu baglan-tIlann fonksiyon bozuklugunu diizeltebildigi gosteril-mi~tir (17).

iskemik alana konan greftlerin ya~aYlp ya~ama-dlgma karar verebilmek i<;in,oncelikle iiniform bir is-kemik alan olu~turmak gerekliligi tartl~Ilmaz bir ger<;ektir.Daha onceki <;ah~malarda%75'e varan greft ya~ama orammn (17) kammlzca iskemik modelin iyi se<;ilmemesinden kaynaklandlgl dii~iincesindeyiz.

Bu <;ah~mada oncelikle standart iskemi modeli olu~turmak ve daha soma bu bolgeye kortikal fatal 14

SUMMARY: In this study, fetal cortical tissues ob-tained from 15-16day old fetuses (crown-rump length 12-14mm) were implanted into the ischemic fronto-porietal cortex which was performed with ocdusion

of middle cerebral artery through sub-temporal app-roach. Ischemic area were controlled with

nc

Key Words: MCA ocdusion, jschemia. Graft. Re-innervation neural transplantation.

greft koyarak greftin ya~amml ve fonksiyonunu ara~-tIrmaYl ama<;ladlk.

MATERYAL METOD

Deneyde Wistar cinsi 10-12haftahk ve 160-200g aglrhgmda di~i sl<;anlar kullamldl. Grefterler 15-16 giinliik fetuslardan (Crown-rump uzunlugu 12-14mm) elde edildi.

Deneyde kullamlan sl<;anlardart gruba aynldIlar: 1. infarkt grubu: Proksimal OSA okliizyonu ya-Pllan ve ya~atllan 45 Sl<;anbu grubu olu~turdu. Bu gruptan 25 Sl<;antaransplantasyon i<;in.10 Sl<;anSham kontrol grup i<;in, 10 Sl<;anda TTC (2-3-5-tripheny-ltetrazolium Chloride) ile boyanarak uniform infarkt bolgesinin gosterilmesi i<;inkullamldl.

2. Transplantasyon grubu: 1. Gruptan alman 25 sl<;anmfronto-parietal bolgesine fatal greft konuldu.

3. Sham-kontrol grubu: Bu grupta 10 Sl<;anasub-temporal kraniektomi yapllarak duralan a<;1ldl.OSA okliizyonu yapIldl ve 15-30giin soma bu gruba fronto-parietal kavite a<;llarak sham kontrol grubu olu~-turuldu.

4. Normal kontrol grubu: Hi<;biri~lem yapllma-yan 10 sl<;andan olu~an bu grup spontan motor akti-vite ol<;iimleri i<;inkullamldl.

Tablo 11: B Tipi Spontan Motor Hareketler B Tipi SPONTAN MOTOR AKTiviTE Tablo I: A Tipi Spontan Motor Hareketler

A Tipi SPONTAN MOTOR AKTiviTE

infarkth grubun histopatolojik incelemesinde ko-ronel kesitlerde frontal sensorimotor korteks ve ka-udat nukleus lateral segmentini i~eren bolgede hucresel infarkt. ~evre dokuda demiyelinizasyon ve kapiller proliferasyon goruldu. Greftli grupta nekro-ze alan i~inde nekronekro-ze olmu§l grefte ait doku gorul-duo infarkt ~evresinde ise yetersiz revaskularizasyon ve demiyelinizasyon dl§lmda bulgu saptanamadl.

TARTI~MA

Literatlirde insan modeline benzerlik gosterebile-cek ~e§litliiskemi modelleri oneren ara§ltJ.rmalararast-lanmaktadlr (7). Bu ara§ltnmalarda infarktm uzun suredeki etkileri. ortaya ~Ikan ensefalomalazi saha-smm degerlendirilmesi ve tedavisi hakkmda ise az saYlda ~ah§lma mevcuttur (17.23.27.28).

Deneysel ara§ltJ.rmalardaiskemik alan olu§lturabil-mek i9n ekstrakranial arterlerin okluzyonu. intravas-kuler embolizasyon ve OSA okluzyonu gibi ~e§litli metodlar denenmi§ltir. Ekstrakranial arterlerin tarn okhizyonu ~e§litlivaskuler anomalilerden ve operas-yon slrasmda gorulen hipotansioperas-yon ve hipoksiden do-laYIstandart olmamaktadlr (4.5.12,17).intravaskuler embolizasyon ise ayni §lekildebu turdeki deney hay-vanlanmn vaskuler yapllanndaki ~e§litlianomaliler-den ve teknigin zorlugundan dolaYI tercih edilmemektedir.

Ortalama

Normal Grup (n:lO) 12035 Sham Kontrol Gr (n:lO) 8753 Greft Grubu (n:15) 11873 DEGERLENDiRME S. Hata 1752 341 401 S. Hata 1045 808 1272 Anlamhhk p<0.05* p<0.05 p<0.05 Anlamhhk p<0.05* p<0.05 p<0.05 S. Sapma 5539 1077 1267 S. Sapma 3303 2555 4023 T Degeri 2.48 0.09 2.07 T Degeri 2.39 2.08 -0.99 Ortalama 6770 2498 3021 DEGERLENDiRME Normal-Sham K. Normal-Greft Sham K.-Greft Normal Grup (n:lO) Sham Kontrol Gr (n: 10) Greft Grubu (n:15) Normal-sham K. Normal-Greft Sham K.-Greft

OSA okhizyonu Tamura ve arkada§llannm tekni-gi ile yapIldl (25).Ancak tekni-giri§limesnasmda su;anlann uzun sure ya§lamasl ama~landlgmdan zigoma ve te-mporal adale korundu. trakeostomi yapllmadl.

OSA okluzyonundan 15 gun soma sag fronto-parietal bolgeye 2-3mm'lik kraniektomi yapIlarak kor-tikal dokusu aspire edilen sH;anlara. daha once gebe buakllan ve gebeliginin 15.-16. gunlerinde bulunan fotuslardan Das ve arkada§llannm tarif ettigi yontem ile greft almarak konuldu (9).

TUrngruplar norolojik defisit yonunden klinik goz-leme ahndl. infarkth gruptan rastgele se~ilmi§l10 Sl-~an TTC ile boyandl. Global olarak ~Ikanlan beyinlerde infarkt alam. koronel kesitler almarak de-gerlendirildi.

infarktlI grup sl~nlar 30.glinde. sham kontrol gru-bu ve greftli grup 2. operasyondan somaki 5.-10.haf-ta arasmda dekapite edilerek beyinleri almdl ve%10 formalin i~inde 7 gun bekletildi. Parafin koronel ke-sitler almarak H&E ile boyandl.

Turn gruplarda sl~anlar iki§lerli gruplar halinde Animex kaydedici cihaza (L.K.B.FARAD HAGERD-SEN,SWEDEN)konarak A ve B tipi hareketler yonun-den incelendi (A tipi: Buyuk ve ku~uk top lam hareketler. B tipi: Buyuk hareketler)

BULGULAR

OSA okhizyonu yapllan ve ya§lam suresi 15 gun uzerinde olan 45 sl~andan rastgele se~ilen 10 sl~an beyni. TTC ile boyanarak hepsinde % 100 frontal ve sensorimotor korteks bazal ganglia ve kaudat nukle-us lateralinde infarkt bolgesi gosterildi.

OSA okluzyonu somasl 24 saat soma anesteziden ~Ikansl~anlarda norolojik defisitler Smith'in norolo-jik skor tablosuna gore degerlendirildi (24). Grade 3 ve grade 2 durumundaki aglr norolojik kusuru olan sl~anlar 48 saat soma grade 1 durumuna eri§ltiler. Kontrol grubu olarak kullamlan gruptaki sl~anla-ra 15-30gun soma sag fronto-parietal bolgelerine ka-vite a~llarak sham kontrol grubu olu§lturuldu. 30. gunde alman spontan motor aktiviteleri. normal. in-farkth ve greft grubu ile kar§llla§ltmldl.Sham kontrol grubundaki sl~anlar 30. uncu gunun sonunda deka-pite edilerek beyinleri TTC ile boyandl. Sag hemis-ferde OSA alanmda infarkt ve fronto-parietal kavite dl§lmdabulgu saptanmadl.

TUrngruplarda A ve Btipi hareketlerin tesbiti i~in spontan motor aktiviteleri saptandl (Tablo 1-2).Bu de-gerlere T anlamhhk testi uygulandl. Her iki tip

hare-kette da sham aleyhine anlamh bir farkhhk saptandl. Ancak sham kontrol grupla greft grubu arasmda an-lamh bir farkhhk gorulmedi.

ilk defa Tamura ve arkada:?lan. tarafmdan tarif edilen OSA proksimalinin sub temporal kraniektomi ile okluzyonunda ise %100oramnda frontal. sensori-motor korteks. bazal ganglia ve kaudat nukleus late-ralinde infark bolgesi olu:?turulmaktadlr(25). Bu teknikte klsa sureli olarak sl<;anlann ya:?amasl ama<;-landlgmdan hipoksi ve hipontasiyon kontrolu i<;intra-keotomi ve kateter konularak ventilasyon. ortalama arter basmamn kontrolii i<;infemoral kateterizasyon onerilmektedir. (1.3.4.10.20.21.22.26.27.28).

<;ah:?mamlzda sl<;anlann uzun sureli ya:?amasl amaQandlgrndan. teknik uygulamrken temporal ada-le. mandibulamn koronoid pkmnsl ve zygoma arku-su korundu. i:?lemidaha az invaziv hale getirmek i<;in trakeostomi ve femoral kateterizasyon yapllmadl.

Postoperatif ge<;donemde bulgularda da bahse-dildigi gibi %100 uniform fronto-parietal iskemik alan elde edildi.

Sl<;anembriyolanndan elde edilen noral greftle-rin eri:?kin Sl<;anbeyinlegreftle-rine transplante edildiginde ya:?adlgl ve fonksiyon yapngl. histokimyasal. farma-kolojik ve motor aktivite ol<;umleriyle gosterilmi:?tir (2.5.8.12.15.16.18.19.21). Aynca immatiir transplant-lann norogenezisi i:?aretlenmi:?timidin otoradyogra-fisi ile de gosterilmi:?tir (7.8.24).

Vaskularitenin greftin serebral dokuda ya:?amasml saglayan <;okonemli bir faktbr oldugu Stenevi ve ar-kada:?lan tarafmdan ileri surulmu:? ve bu nedenle ge-dkmi:? greftleme tarif edilmi:?tir (2.5.6.11.16.18). Gedkmi:? greftleme teknigindeki ama<;kavite a<;lldlk-tan soma 5-10 gun beklemek ve bu sure i<;indegref-tin kavitede ya:?amasl i<;ingerekli vaskuler yatagm olu:?maslm saglamaktrr.

Noral greftlerde kan aklmmm onemi Jones ve ar-kada:?lannm yaptlgl bir <;ah:?mada.greft kan aklml-nm <;evre dokudan daha az oldugu saptanarak gosterilmi:?tir (13). Greftin ya:?amasl i<;in<;evredoku-nun vaskularitesi bu kadar onem ta:?rrnakta iken. Ma-mpolan ve arkada:?lan temporal intraluminal okluzyon yapllan sl<;anlardaolu:?turulan iskemik bol-geye fatal korteks transplantasyonu yaplldlgml ve greftlerin ya:?ama oranlanmn %75 oldugunu bildir-mektedirler(l7).

iskemik bolgede bu oranda yuksek bir greft ya-:?ama oram bize. iskemik alanm uniform olmamasm-dan kaynaklandlgml du:?undurdu ve uniform iskemi modeli olu:?turmak amaCl ile Tamura ve arkada:?lan-mn teknigini kullandlk(25).

Greftlemeden 5-10hafta soma sl<;anlann spontan motor aktivitelerinde sham grup sl<;anlardan normal

16

gruptakilere gore belirgin du:?me saptandl. Greft ko-nan grupta ise greftleme somaSl spontan motor akti-vite degerlerinde anlamh am:? bulunmadl.

Butiin gruplarda yapIlan noropatolojik <;ah:?malar-da OSA okluzyonun<;ah:?malar-dan soma fronto-parietal kortek-ste infarkt sahasmda piknosite ile birlikte. inflamatuar huue infiltrasyonu saptandl. Greft konan gruptada ayru :?ekildegreft dokusunda ve <;evredokularda ben-zer infarkt bulgulan gozlendi.

Sonu<;olarak daha onceki yaymlarda infarkth sa-hada fatal doku transplantasyonlannda ya:?ama ora-m %75 olarak bildirilora-mesine ragora-men. bu <;ah:?ora-mada kullanIlan iskemi modelinin kammlzca uniform ve ye-terli iskemik alan olu:?turmamasmdan kaynaklandl' gl. <;ah:?mamlzda oldugu gibi uniform iskemi olu:?turuldugunda ise. greft dokusunun %100 nekro-ze olacagr ve greftin bu bolgede ya:?ayarak fonksiyon yapamayacagr goru:?undeyiz.

YaZl~ma Adresi: Yrd. Do~. Dr. Muammer Doygun. U.D. Tip Fakiiltesi Noro~iriirji A.B.D. BURSA

KAYNAKLAR

I. Albanese V. Tommasino e.Spadaro A. et al: A transbasis sphe-noidal approach for selective occlusion of the middle cerebral artery in rats. Experimentia 36:1302·1304. 1980

2. Backlund EO. Granberg PO. Knutsson E. et al: Transplantation of adrenal medullary tissue to striatum in parkinsonism. J Neu· rosurg 62:169-173. 1985

3. Bederson]B. Pltts LH. Germano SM. et al: Evaluation of 2.3.5. -triphenyltetrazolium chloride as a stain for detection and quo antification of experimental cerebral infarction in rats. Stroke

17:1304-1308. 1986

4. Bederson JB.P,tts LH. Tsuji M. et al: Rat middle cerebral artery occlusion: Evaluation of the model and development of a neu-rologic examination. Stroke 17:472-476. 1986

5. Bjorklund A. Stenevi U: Intracerebral neural implants: Replace· ment and reconstriction of damaged drcuitries. Ann Dev Neu-rosd 7:279-308. 1984

6. Castro AJ. Zimmer J. Sunde NA. et al: Transplantation of fetal cortex to the brain of newborn rats: A retrograde fluorescent analysis of callosal and thalamic projections from transplant to host. Neurosd Lett 60:283-288. 1985

7. Chen ST. Hsu CY. Hogan EL. et al: A model of focal ischemic stroke in the rat: Reprodudble extensive cortical infarction. Stro-ke 17:738-743. 1986

8. Das GD. Hallas BH:Transplantation of brain tissue in the brain of adult rats. Experimentia 34:1304-1306. 1978

9. Das GD. Hallas BH. Das KG: Transplantation of neural tissues in the brains of laboratory mammals: Technical details and com-ments. Experimantia 35:143-286. 1979

10. Duverger D. Mc Kenzie ET: The quantification ofcerebral Influ-ence of strain. arterial pressure. blood glucose concentration. and age. J Cereb Blood Flow Metab 8:449-461. 1988 11. Jaeger CB. Lund RD: Transplantation of embryonic ocdpital cor·

tex to the tectal region of newborn rats: light microscopic study of organization and connectivity of the transplants. J Comp Ne-uroI194:571-597. 1980

12. Jaeger CB. Lund RD: Transplantation of embryonic ocdpital cor-tex to the brain of newborn rats Exp Brain Res 40:265-272.1980 13. Jones Se. Korfah E. Knowles WD. et al: Blood flow in neural

grafts. J Cereb Blood Flow Metab 9:726. 1989

14. Korfah E: Sl~anlarda denerve edilmi~ korpus stiriatumun fotal dopaminerjik noron greftleri ile reinn ervasyonu. Do<;entlikTezl. Uludag Dniversitesi Tip Fakiiltesl. 1981

15. Lund RD. Hauschka SO, Transplanted neural tissue develops connections with host rat brain. Science 193,582-584. 1976 16. Madrazo i. Durucker-Colin R. Diaz V. et at Open microsurgical

autografts of adrenal medulla to the right caudate nucleus in two patients with intractable Parkinson's disease. New Eng J Med 316,831-834. 1987

17. Mampalan TJ. Gonzales MF. Weinstain P. et ai, Neuronal chan-ges in fetal cortex transplanted to ischemic adult rat cortex. J Neurosurg. 69,904-912. 1988

18. Moore RY, parkingson's disease - A new thrapy? - New Eng J Med 316,872-873. 1987

19. Mufson EJ. Labbe R. Stain DG, Morphologic features of emb-ryonic neocortex grafts in adult rats following frontal cortical ablation. Brain Res 40];]62-167. 1987

20. Nakai H. Yamamato YL.Diksic M. et at Time-dependent chan-ges of lumpet and rate constants in the deoxyglucose method in experimental cerebral ischemia. J Cereb Blood Flow Metab 7:640-648. 1987

21. palaoglu S. Benli K. Pamir MN. et at Examination of autologo-us and embriogenic cortical brain tissue transplantation to adult brain cortex in rats. Surg Neurol 29,183-190. 1988

22. Scremin OU. Scremin AME: Physostigmine induced reversal of ischemia following acute middle cerebral artery occlusion in the rat. Stroke 17:1004-1008. 1986

23. Shigeno T. Teasdale GM. McCulloch J. et at Recirculation mo-del following MCA occlusion in rats. J. Neurosurg 63,272-273. 1985

24. Smith AL. Hoff JT. Nielsonn SL. et at Barbiturate protection in acute focal cerebral ischemia. Stroke, 5,1-7. 1974

25. Tamura A. Graham 01. Mc Culloch J. et at Focal cerebral ische-mia in the rat 1. Description of technique and early neuropat-hological consequences following middle cerebral artery occlusion. J Cereb Blood Flow Metab 1:53-60. 1981 26. Tyson GW. Teasdale GM. Graham 01. et at Focal cerebral

isc-hemia in the rat, Topography of hemodymamic and histopat-hological changes. Ann NeuroI15,559-567. 1984

27. Yamamoto M. Tamura A. Kirino T. et at Effects of a new thyrotropin-releasing hormone devivative on behavioral chan-ges after focal cerebral ischemia in rats. Stroke 20:362-366.1989 28. Yamamoto M. Tamura A. Tirino T. et at Effects of a mew thyrotropin-releasing hormone analogue administered in rats 1 week after middle cerebral artery occlusion. Stroke 20,1089-1091. 1989